TWI449263B - 天線線圈 - Google Patents

Description

天線線圈

本發明係關於一種送訊用天線線圈，特別是關於一種使用於利用LF(低頻)帶之電磁波之近距離通訊系統的天線線圈。

LF帶(30kHz~300kHz)之近距離通訊系統主要使用於遙控操作車輛車門之上鎖開鎖的免鑰匙系統(Keyless Entry System)。本系統之送訊用天線線圈，係藉由在圍繞磁性體鐵心之繞線筒周圍捲繞線圈，將此等收容於盒體而形成，一般而言，內裝於車輛之車門把手與側視鏡，將電磁波供應至利用者持有之收訊用天線線圈。

專利文獻1揭示有一種於免鑰匙系統，可使用為送訊用天線線圈之天線線圈的構造。圖7係顯示專利文獻1揭示之天線線圈之構造的立體圖。專利文獻1揭示之天線線圈500，具備捲繞體504、及收容捲繞體504的盒體502。捲繞體504具備磁性體鐵心506、圍繞磁性體鐵心506的繞線筒508、及捲繞於繞線筒508周圍的線圈510。在捲繞體504與盒體502之間的間隙，藉由真空注模設有灌注材522。

於專利文獻1，灌注材522係使用將氣泡加以除泡的除泡體。再者，藉由以富有柔軟性之橡膠材構成除泡體，能以除泡體之變形吸收施加於盒體502之靜變形與載重等，透過除泡體可防止靜變形與載重等施加於磁性體鐵心506。

專利文獻1：日本特開2001－358522號公報

然而，若以無間隙之方式將除泡體填充於盒體502與捲繞體504之間，則盒體502產生變形或施加有載重時除泡體不會變形，變形與載重很有可能傳至磁性體鐵心506。又，當除泡體係使用橡膠材時，對瞬間性變形與載重之回應性亦不佳，無法防止磁性體鐵心506的破損。

又，藉由真空注模將除泡體填充於盒體502內時，由於除泡體硬化時之變形，引起捲繞體504之位置偏移，在除泡體產生薄的部分，因此吸收變形與載重之能力部分降低，或在應力施加於磁性體鐵心506之狀態下硬化等，此等亦成為磁性體鐵心506的破損原因。

因此，本發明之目的在於提供一種可防止磁性體鐵心破損，適於LF帶之近距離通訊系統之天線線圈。

為解決上述問題點，本發明之構成係如下。

請求項1之天線線圈，其特徵在於，具備：捲繞體，具備磁性體鐵心、圍繞該磁性體心的繞線筒、及捲繞於該繞線筒的線圈；盒體，供收容該捲繞體；以及發泡體，係設於該捲繞體與該盒體之間的間隙；該發泡體，係以無載重狀態下之厚度為基準壓縮45~65%。

請求項2之天線線圈，於請求項1之天線線圈中，該發泡體，係以無載重狀態下之厚度為基準壓縮57~64%。

請求項3之天線線圈，於請求項2之天線線圈中，該發泡體，係以無載重狀態下之厚度為基準壓縮59~62%。

請求項4之天線線圈，於請求項1至3中任一項之天線線圈中，進一步具備嵌合於該盒體且支持該捲繞體之一端的蓋體。

請求項5之天線線圈，於請求項4之天線線圈中，該發泡體係設於該捲繞體之另一端側。

請求項6之天線線圈，於請求項1至3中任一項之天線線圈中，在該發泡體與該盒體之間具備膠體。

請求項7之天線線圈，於請求項4之天線線圈中，在該發泡體與該盒體之間具備膠體。

請求項8之天線線圈，於請求項5之天線線圈中，在該發泡體與該盒體之間具備膠體。

依據本發明，能實現可防止磁性體鐵心破損，適於LF帶之近距離通訊系統之天線線圈。

(第一實施形態)

參考圖1~圖5說明本發明第一實施形態之天線線圈的構造。圖1係顯示第一實施形態之天線線圈之構造的俯視圖。圖2係圖1之AA截面的截面圖。圖3及圖4係顯示實驗1之結果的圖表。圖5係顯示實驗2之結果的圖表。

第一實施形態之天線線圈100，係將捲繞體104插入盒體102而構成。盒體102係在一端開口、在另一端未開口之扁平狀筒，為塑膠製。在盒體102之開口嵌合蓋體120，以將盒體102密封。在蓋體120形成貫通孔(未圖示)，在貫通孔插入外部連接線118a,118b。較佳為，此外部連接線118a,118b係以具有柔軟性的材質成型。據此，可緩和從蓋體120側施加的衝擊。

外部連接線118a,118b與捲繞體104係連接，藉由將蓋體120嵌合於盒體102，將捲繞體104保持於盒體102的中央。藉由構成蓋體120支持捲繞體104的構造，可在捲繞體104與盒體102之間設置一定間隙，構成施加於盒體102之衝擊不易施加至捲繞體104的構造。又，在蓋體120與盒體102之間的些微間隙、及蓋體120與外部連接線118a,118b之間的些微間隙填充密封材(未圖示)，構成不易受到溫度與溼度之影響的構造。此外，亦可將蓋體120配置在比盒體102之端部內側，藉由在盒體102之端部與蓋體120之間填充環氧樹脂等樹脂以防水。

捲繞體104具備磁性體鐵心106、圍繞磁性體鐵心106的繞線筒108、及捲繞於繞線筒108周圍的線圈110。磁性體鐵心106係由Mn－Zn系肥粒鐵、及其他的非晶質系磁性體構成，將此等磁性體微粉末壓縮形成平板狀後加以燒成者。

繞線筒108，係保護磁性體鐵心106，抑制在製造時或製品使用時所施加之變形與衝擊等造成之磁性體鐵心106的破損者，以PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)之一體成形構成前端部116、基座部112、及腳部114a,114b者。

前端部116與基座部112連接沿著磁性體鐵心106而形成之腳部114a,114b。線圈110係以腳部114a,114b為軸捲繞，線圈110之線圈軸係與腳部114a,114b平行。

在前端部116形成開口，將磁性體鐵心106從此開口插入，以繞線筒108圍繞磁性體鐵心106。在基座部112支持電容器124，電容器124之一側電極係連接於線圈110，另一側電極係連接於外部連接線118b。此外，線圈110係連接於外部連接線118a。電容器124與線圈110構成諧振電路。藉由使電容器124與線圈110構成之諧振電路的諧振頻率一致於送訊訊號的頻率，即使低電壓亦可得到大的線圈電流，可實現大的磁場輸出。

基座部112進一步具備小型鐵心126。在基座部112形成有底孔127，在此有底孔127收容小型鐵心126。小型鐵心126係配置於線圈110的磁通通過的位置，為橢圓形。在有底孔127內使小型鐵心126旋轉時，小型鐵心126與磁性體鐵心106之間的距離會變化，磁通之耦合量產生變化。據此，可調整線圈110的電感。

以上說明之電容器124與小型鐵心126並不一定要設置。

在捲繞體104與盒體102之間的間隙設有發泡體122，從捲繞體104之蓋體120所支持之一端朝向相對向之另一端覆蓋整體。發泡體122係使用發泡氨酯發泡體或發泡矽氧發泡體的板片，藉由黏貼於一面之兩面黏著板片接著於捲繞體104。由於藉由兩面黏著板片接著於捲繞體104，發泡體122均一形成於捲繞體104周圍，因此發泡體122在盒體102內不會偏移形成。是以，即使從盒體102之任意方向施加衝擊，發泡體122亦可吸收衝擊。又，由於發泡體122之內部含有氣泡，因此發泡體122可吸收瞬間性衝擊，可防止載重或變形傳至磁性體鐵心106。是以，可保護磁性體鐵心106免於破損。

於本實施形態，雖將發泡體122形成於盒體102與捲繞體104之間的間隙整體，但即使發泡體122僅形成於盒體102與捲繞體104之間之間隙的一部分，亦可吸收從盒體102外部施加的衝擊，可保護磁性體鐵心106免於破損。然而，較佳為，發泡體122係形成於捲繞體104之未被蓋體120所支持的端部側。其原因在於，蓋體120所支持之一端，即使施加來自外部的衝擊亦不易變動，但未被支持之另一端容易因衝擊而變動。

此外，天線線圈100，將盒體102與蓋體120以外的構件一體化形成單元，以發泡體122覆蓋繞線筒108後，將此單元插入盒體102而形成。亦即，在插入盒體102前，發泡體122係形成於捲繞體104周圍，將單元插入盒體102時，從盒體102之內壁施加載重於發泡體122，而成為壓縮狀態。

此處，發明人進行以下實驗，得知衝擊吸收能力最佳化之發泡體122的壓縮率。此外，壓縮率係表示壓縮厚度(無載重狀態下之厚度－壓縮後之厚度)相對無載重狀態下之厚度的比率，能以壓縮率＝壓縮厚度÷無載重狀態下之厚度×100(%)來求出。

以下實驗中，使天線線圈100在保持水平之狀態下落下至混凝土上，測定發泡體122之壓縮率與磁性體鐵心106之破損確率的關係。發泡體122係使用硬度100N、無載重狀態下之厚度3.0mm之INOAC公司製氨酯發泡體。又，盒體102之內側高度h1固定為5.1mm，使磁性體鐵心106之厚度及繞線筒108之外側高度h2變化。是以，盒體102與繞線筒108之間的間隙、亦即壓縮後之發泡體122的厚度h3，係由磁性體鐵心106之厚度及繞線筒108之外側高度h2所限定，能使發泡體122的壓縮率變化。

(實驗1)

實驗1中，使天線線圈100從1m的高度落下，測定磁性體鐵心106破損的確率。

圖3係顯示由實驗1得知之發泡體之壓縮率與磁性體鐵心之破損率之關係的圖表。從圖3可得知，發泡體之壓縮率在45~65%之範圍內，磁性體鐵心之破損率為0%。然而，壓縮率未滿45%或65%以上時，磁性體鐵心以有意義的確率產生破損。亦即，以無載重狀態下之厚度為基準，將發泡體122壓縮45~65%之厚度分並插入盒體102，藉此可實現對衝擊與載重之回應性佳的發泡體122，即使對天線線圈100施加衝擊與載重，亦可防止磁性體鐵心106破損。

發明人以壓縮率與施加於發泡體之載重的關係證明當發泡體122之壓縮率為45~65%時，磁性體鐵心之破損率會降低的結果。圖4係顯示壓縮率與施加於發泡體之載重之關係的圖表。從圖4可得知，將發泡體122壓縮45~65%時，對發泡體施加一定的載重。

亦即，當發泡體122之壓縮率未滿45%、或超過65%時，雖吸收衝擊的能力降低，但只要將發泡體122壓縮成壓縮率為45~65%，即對發泡體122施加一定的載重，吸收瞬間性衝擊的能力成為最佳。是以，於天線線圈100可防止磁性體鐵心106破損。

(實驗2)

實驗2中，準備被設計成各種壓縮率之試料各4個，對各試料逐次提高5cm的落下高度，測定於各試料磁性體鐵心106會破損的高度。圖5係顯示實驗2之結果的圖表，顯示4個試料中破損高度最低之試料的破損高度，及4個試料之平均破損高度。

從圖5可得知，在壓縮率57~64%之範圍內，即使使天線線圈100從1.1m的高度落下，磁性體鐵心106破損的確率亦為0%。再者，在壓縮率59~62%之範圍內，即使使天線線圈100從1.2m的高度落下，磁性體鐵心106亦不會破損。

亦即，落下高度愈高，施加於天線線圈100之瞬間性衝擊愈大，但藉由將發泡體122之壓縮率限定在57~64%，可提高衝擊的吸收能力，天線線圈100之磁性體鐵心106不易破損。又，將發泡體122之壓縮率限定在59~62%時，進一步提高天線線圈100之耐衝擊性。

此外，於本實施形態，藉由將蓋體120嵌合於盒體102的開口，將捲繞體104保持在盒體102的中央，但本發明並不限於本實施形態。例如，即使不藉由外部連接線支持捲繞體104的一端，由於發泡體122覆蓋捲繞體104，因此亦不會有施加於盒體102之衝擊施加於捲繞體104而使磁性體鐵心106破損的情形。又，將構成捲繞體104之繞線筒108與蓋體120一體成型亦可。據此，不僅可進一步簡化天線線圈100的製造，亦可更容易將捲繞體104保持在盒體102的中央。是以，可更容易實現施加於盒體102之衝擊不易傳至磁性體鐵心106的構造。

(第二實施形態)

參考圖6說明第二實施形態之天線線圈的構造。圖6係顯示第二實施形態之天線線圈之構造的俯視圖。此外，對與第一實施形態相同構成的部位賦予相同符號，以省略其說明。

第二實施形態之天線線圈200之特徵在於，在發泡體222與盒體102之間設有膠體230，以膠體230覆蓋發泡體222。膠體230由矽氧樹脂構成，預先將膠狀之矽氧樹脂(硬化前之膠體230)注入盒體102內，並插入黏貼有發泡體222之捲繞體104。之後，進行熱處理(100℃、1小時)，使矽氧樹脂硬化成為膠狀。又，於本實施形態，形成為發泡體222及膠體230覆蓋捲繞體104之未被蓋體120所支持的端部。

構成為以膠體230覆蓋發泡體222時，即使是僅含有氣泡之發泡體無法得到充分的硬度時，亦可得到與盒體102之適當的緩衝。此外，較佳為，膠體230僅形成於發泡體222與盒體102之間隙的一部分。其原因在於，以無間隙之方式填充膠體230時，有損膠體230的流動性，膠體230之對衝擊的吸收性能會惡化。

此外，膠體230除了使用矽氧樹脂外，亦可使用環氧樹脂與氨酯系樹脂。

100,200．．．天線線圈

102．．．盒體

104．．．捲繞體

106．．．磁性體鐵心

108．．．繞線筒

110．．．線圈

120．．．蓋體

122,222．．．發泡體

230．．．膠體

圖1係顯示本發明第一實施形態之天線線圈之構造的俯視圖。

圖2係顯示本發明第一實施形態之天線線圈之構造的截面圖。

圖3係顯示實驗1之結果的圖表。

圖4係顯示實驗1之結果的圖表。

圖5係顯示實驗2之結果的圖表。

圖6係顯示本發明第二實施形態之天線線圈之構造的俯視圖。

圖7係顯示習知例之天線線圈之構造的俯視圖。

100．．．天線線圈

102．．．盒體

104．．．捲繞體

106．．．磁性體鐵心

108．．．繞線筒

110．．．線圈

112．．．基座部

114a,114b．．．腳部

116．．．前端部

118a,118b．．．外部連接線

120．．．蓋體

122．．．發泡體

124．．．電容器

126．．．小型鐵心

127．．．有底孔

Claims (7)

1. 一種天線線圈，其特徵在於，具備：捲繞體，具備磁性體鐵心、圍繞該磁性體心的繞線筒、及捲繞於該繞線筒的線圈；盒體，供收容該捲繞體；蓋體，嵌合於該盒體且支持該捲繞體之一端；以及發泡體，係設於該捲繞體與該盒體之間的間隙；該發泡體，係以無載重狀態下之厚度為基準壓縮45~65%。
2. 如申請專利範圍第1項之天線線圈，其中，該發泡體，係以無載重狀態下之厚度為基準壓縮57~64%。
3. 如申請專利範圍第2項之天線線圈，其中，該發泡體，係以無載重狀態下之厚度為基準壓縮59~62%。
4. 如申請專利範圍第1項之天線線圈，其中，該發泡體係設於該捲繞體之另一端側。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之天線線圈，其中，在該發泡體與該盒體之間具備膠體。
6. 如申請專利範圍第1項之天線線圈，其中，在該發泡體與該盒體之間具備膠體。
7. 如申請專利範圍第4項之天線線圈，其中，在該發泡體與該盒體之間具備膠體。